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電渦流傳感器支架共振故障診斷分析與處理

    電渦(wo)流(liu)(liu)傳(chuan)感器(qi)是一種利用(yong)電渦(wo)流(liu)(liu)原理測(ce)(ce)量轉(zhuan)子表面相對于傳(chuan)感器(qi)頭(tou)部距離變化的(de)(de)(de)(de)非接觸式電渦(wo)流(liu)(liu)傳(chuan)感器(qi)，可測(ce)(ce)取(qu)(qu)轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)徑(jing)向振(zhen)(zhen)動、轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)在軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)承中的(de)(de)(de)(de)靜態(tai)位置及(ji)測(ce)(ce)取(qu)(qu)鍵相信(xin)號(hao)(hao)，目前(qian)被廣泛應(ying)用(yong)在汽輪(lun)機(ji)組(zu)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動測(ce)(ce)試中。電渦(wo)流(liu)(liu)傳(chuan)感器(qi)安裝時使用(yong)金屬(shu)支(zhi)架固(gu)定在轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)測(ce)(ce)點附近的(de)(de)(de)(de)非轉(zhuan)動部件(jian)上，支(zhi)架要(yao)(yao)有(you)足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)剛度，否則支(zhi)架的(de)(de)(de)(de)固(gu)有(you)頻率落入汽輪(lun)機(ji)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)速范圍內就會發生共振(zhen)(zhen)。共振(zhen)(zhen)時電渦(wo)流(liu)(liu)傳(chuan)感器(qi)輸出的(de)(de)(de)(de)就是是轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動信(xin)號(hao)(hao)與支(zhi)架共振(zhen)(zhen)信(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)合成，且(qie)支(zhi)架的(de)(de)(de)(de)共振(zhen)(zhen)信(xin)號(hao)(hao)占主要(yao)(yao)部分(fen)，甚(shen)至(zhi)*掩(yan)蓋了實際的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)(zhou)(zhou)振(zhen)(zhen)信(xin)號(hao)(hao)。此(ci)時的(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)不但(dan)不能(neng)為故(gu)障診斷提供(gong)準確的(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動數據，反而會給診斷帶來干擾，甚(shen)至(zhi)造成誤(wu)導。

1概況

某電(dian)(dian)廠9F*燃氣(qi)蒸汽(qi)聯(lian)合循環熱(re)電(dian)(dian)聯(lian)產(chan)機(ji)(ji)組，裝(zhuang)機(ji)(ji)方(fang)案采用“1+1+1”多軸(zhou)布置，即由1臺9FA型(xing)250MW級(ji)燃氣(qi)輪(lun)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)組+1臺90MW級(ji)抽凝(ning)式供熱(re)汽(qi)輪(lun)發(fa)電(dian)(dian)機(ji)(ji)組+1臺雙壓蒸汽(qi)余熱(re)鍋爐。其中汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)組為哈(ha)爾濱汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)廠生產(chan)的LNC/N115-9.88/539/1.9型(xing)單缸、雙抽、凝(ning)汽(qi)式汽(qi)輪(lun)機(ji)(ji)，該(gai)機(ji)(ji)型(xing)采用軸(zhou)向排汽(qi)，廠內編號為#12，軸(zhou)系示意(yi)圖見圖1。電(dian)(dian)渦流傳(chuan)感器安裝(zhuang)在軸(zhou)承上(shang)(shang)瓦(wa)塊(kuai)的側面，考慮到軸(zhou)承水平(ping)剖分面，將電(dian)(dian)渦流傳(chuan)感器安裝(zhuang)成左上(shang)(shang)45°和右上(shang)(shang)45°，如圖2所示：

    當傳(chuan)感器探(tan)頭中的(de)線(xian)(xian)圈有高頻(pin)電(dian)(dian)(dian)流(liu)通過時(shi)，即產(chan)生高頻(pin)電(dian)(dian)(dian)磁場并使(shi)得被測轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子軸(zhou)頸(jing)表(biao)面(mian)產(chan)生感應電(dian)(dian)(dian)流(liu)。探(tan)頭線(xian)(xian)圈與(yu)金屬(shu)導體(ti)間(jian)的(de)距離(li)就(jiu)與(yu)兩(liang)者間(jian)的(de)阻(zu)抗、電(dian)(dian)(dian)感和品(pin)質因(yin)子有著固(gu)定(ding)的(de)函(han)數關系，那么(me)這(zhe)(zhe)個距離(li)就(jiu)可以通過這(zhe)(zhe)些電(dian)(dian)(dian)參(can)數的(de)變化(hua)(hua)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)化(hua)(hua)成電(dian)(dian)(dian)壓表(biao)示出(chu)來(lai)。轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)軸(zhou)振動時(shi)，軸(zhou)表(biao)面(mian)與(yu)電(dian)(dian)(dian)渦流(liu)傳(chuan)感器之(zhi)間(jian)距離(li)發生變化(hua)(hua)，而(er)這(zhe)(zhe)個電(dian)(dian)(dian)壓隨之(zhi)變化(hua)(hua)，這(zhe)(zhe)樣(yang)電(dian)(dian)(dian)渦流(liu)傳(chuan)感器就(jiu)實現了對轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)軸(zhou)振動的(de)測量。

2振動現象

電廠#12機(ji)(ji)組于2014年(nian)4月(yue)25日10時(shi)27分啟動(dong)，低轉(zhuan)速(su)下(xia)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)良好， 820r/min時(shi)2X、2Y振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)僅為66μm、50μm，當(dang)轉(zhuan)速(su)升至850r/min時(shi)，2X、2Y振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)迅速(su)達(da)到398μm、365μm，導致汽(qi)機(ji)(ji)跳(tiao)閘(zha)。考慮啟機(ji)(ji)期間2號(hao)(hao)(hao)軸(zhou)承瓦(wa)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)僅為1.1mm/s且未出(chu)現峰值，其軸(zhou)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)在30r/min內(nei)變化300μm以上(shang)屬不正常現象，初步判(pan)斷該振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)數值沒有反映(ying)出(chu)2號(hao)(hao)(hao)瓦(wa)在該轉(zhuan)速(su)下(xia)的實際軸(zhou)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)。現場強(qiang)制掉2號(hao)(hao)(hao)瓦(wa)軸(zhou)振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)信號(hao)(hao)(hao)后，機(ji)(ji)組于當(dang)天12時(shi)22分再次啟機(ji)(ji)，機(ji)(ji)組成功(gong)沖轉(zhuan)至3000r/min，振(zhen)(zhen)(zhen)(zhen)動(dong)未對機(ji)(ji)組運行(xing)造(zao)成影(ying)響(xiang)，啟機(ji)(ji)BODE

回顧第二次啟機過程(cheng)，當(dang)(dang)轉速從(cong)(cong)820r/min升(sheng)至(zhi)850r/min，2X、2Y振動(dong)(dong)從(cong)(cong)51μm、49μm迅(xun)(xun)速達到(dao)383μm、357μm，2號(hao)(hao)(hao)軸(zhou)承(cheng)瓦(wa)振僅1.1mm/s，到(dao)890r/min時(shi)振動(dong)(dong)又迅(xun)(xun)速恢復到(dao)66μm、46μm；當(dang)(dang)轉速從(cong)(cong)1590r/min升(sheng)至(zhi)1690r/min時(shi)，2X、2Y振動(dong)(dong)則從(cong)(cong)75μm、78μm爬升(sheng)到(dao)618μm、585μm，隨(sui)后(hou)迅(xun)(xun)速減小，到(dao)1790r/min時(shi)振動(dong)(dong)僅為70μm、74μm，升(sheng)速期間(jian)2號(hao)(hao)(hao)軸(zhou)承(cheng)瓦(wa)振始(shi)終維持在1.1mm/s左右。機組定速3000r/min運行時(shi)，2號(hao)(hao)(hao)瓦(wa)軸(zhou)振在140-190μm之間(jian)跳(tiao)躍波動(dong)(dong)，引(yin)起振動(dong)(dong)波動(dong)(dong)的主(zhu)要是低頻分(fen)量。分(fen)析(xi)這(zhe)次啟機過程(cheng)，2號(hao)(hao)(hao)瓦(wa)軸(zhou)振表(biao)現出(chu)以下特征：

    （1）根(gen)據(ju)機組啟機振(zhen)(zhen)動BODE圖(tu)（圖(tu)3）顯示，2號瓦軸(zhou)振(zhen)(zhen)在(zai)轉(zhuan)速(su)為(wei)850r/min和1690r/min時兩(liang)次出現振(zhen)(zhen)動峰值，振(zhen)(zhen)動爬升異常(chang)迅速(su)，峰值陡峭(qiao)，共振(zhen)(zhen)轉(zhuan)速(su)范圍很窄(zhai)，與一般轉(zhuan)子(zi)過(guo)臨(lin)界的振(zhen)(zhen)動特征有差異。

    （2）比較2號瓦啟(qi)機過程中(zhong)的一倍(bei)頻BODE圖(tu)(tu)（圖(tu)(tu)4）和(he)二倍(bei)頻BODE圖(tu)(tu)（圖(tu)(tu)5）可知，轉(zhuan)速為(wei)850r/min時2X、2Y的振(zhen)動峰值(zhi)以二倍(bei)頻為(wei)主，相位(wei)(wei)迅速變(bian)(bian)化(hua)，且此時的X、Y方向相位(wei)(wei)差為(wei)180°；轉(zhuan)速為(wei) 1690r/min時2X、2Y的振(zhen)動峰值(zhi)則以一倍(bei)頻為(wei)主，相位(wei)(wei)變(bian)(bian)化(hua)明顯(xian)，同時也有180°的相位(wei)(wei)差，如表1。

    （3）整個(ge)啟機過程中，2號(hao)軸承的瓦振(zhen)都(dou)很小(xiao)，在軸振(zhen)兩次出現尖峰(feng)時瓦振(zhen)都(dou)僅(jin)為1.1mm/s，相鄰的1、3號(hao)瓦軸振(zhen)也(ye)僅(jin)為50μm左右。

    （4）2號(hao)瓦(wa)在(zai)兩次共振峰出現前后的振動很小(xiao)，基本都在(zai)70μm上(shang)下(xia)。定速3000r/min后，2號(hao)瓦(wa)軸振一直(zhi)存在(zai)低頻(pin)分(fen)量，頻(pin)率成份約為(wei)28Hz（圖6、圖7），且(qie)波動不穩(wen)定。

    （5）在(zai)停機過程(cheng)(cheng)中，在(zai)轉速依次經過1690r/min和850r/min時，都出現了和啟(qi)機過程(cheng)(cheng)中同樣的(de)振動尖峰，表(biao)現出很好的(de)重復(fu)性。